74HC / HCT: что делать с неиспользованными входами и почему?

Если я использую микросхему в семействе 74HC или 74HCT и не использую все входные контакты, я понимаю, что не следует оставлять их неподключенными, потому что они будут плавать. Но что именно я должен с ними делать, и каковы плюсы и минусы разных вариантов?

Например, если я использую 74HCT08, который имеет четыре вентиля AND, и я использую только два вентиля, что мне делать с входами двух других вентилей?

Я видел разные рекомендации в разных местах, например ...

• подключить их напрямую к Vcc
• подключите их напрямую к GND
• подключите их к Vcc через подтягивающий резистор
• подключите их к GND через резистор

Каковы плюсы и минусы каждого из этих вариантов? Какой вариант лучше всего подходит для стабильности и низкого энергопотребления?

Есть несколько соображений, которые не были упомянуты в других ответах.

1. Иногда неиспользованный вход играет важную роль в логике части. Примером может служить вентиль с 4 входами, где фактически используются только 3 входа. В этом случае логический уровень, к которому вы привязываете неиспользуемый вход, должен быть выбран правильно, иначе логическая функция используемых функций не будет работать.
2. В некоторых бизнес / промышленных сегментах необходимо протестировать все функции в каждой части платы, даже если они не используются. Это сделано для того, чтобы некоторые возникающие неисправности в микросхеме не увеличивали вероятность катастрофического отказа детали. Добавление подтягиваний или опусканий на каждом неиспользуемом выводе позволяет автоматическому испытательному оборудованию переключать выводы, что было бы невозможно, если бы они были жестко привязаны к VDD или GND.
3. Есть случаи, когда удобно использовать неиспользуемые ворота доступными для возможной дальнейшей доработки, чтобы настроить дизайн в случае обнаружения ошибок, необходимости инвертировать или объединять сигналы или другие вещи. Пины, жестко привязанные к VDD и GND, намного сложнее переделать, поэтому добавленные подтягивания или опускания обеспечивают прокладки для переделки.

Ответ по умолчанию для входов CMOS - подключить их напрямую к заземлению или к источнику питания. Я бы позволил маршрутизации диктовать, какой. Если это не имеет значения, подключите их к земле.

Я, вероятно, начну с того, что все они подключены к заземлению на схеме, а затем, возможно, переключит некоторые из них на питание во время маршрутизации, если это облегчит задачу. Если у вас есть заземляющая плоскость, то земля - ​​это сеть, к которой вы можете подключиться, вызывая при этом наименьшую дополнительную нагрузку при маршрутизации.

В некоторых случаях вы можете привязать входы к выходам. Например, свяжите все три штифта вентиля AND вместе. Он может оказаться в одном из двух стабильных состояний, но какое вам дело. Преимущество этого, возможно, заключается в меньшей загруженности маршрутизации, особенно если три контакта расположены рядом друг с другом.

Конечно, этот трюк привязки входов к выходам не работает с инвертированными гейтами. Тогда вы либо сделаете генератор, либо в конечном итоге получите входы, плавающие при абсолютном наихудшем напряжении для рассеивания мощности.

добавленной

Все это предполагало, что это входные данные для абсолютно неиспользуемых ворот, о чем я и толковал вопрос. Конечно, может иметь значение полярность неиспользуемых входов для используемых затворов, и тогда у вас может не быть выбора, должен ли вход быть связан с высоким или низким. Например, если вы используете только 3 входа 4-входного вентиля AND или NAND, то неиспользуемый четвертый вход должен быть привязан к высокому уровню, чтобы вентиль работал должным образом. Аналогичным образом, неиспользуемые входы в используемые ворота ИЛИ или НЕ должны быть привязаны к низкому уровню.

Нет необходимости связывать входы CMOS с высоким или низким сопротивлением. Это не потому, что входы CMOS имеют встроенные последовательные резисторы, потому что они этого не делают. Это связано с тем, что не будет протекать ни большой пусковой ток, ни какой-либо вред, вызванный удержанием входа CMOS на уровне мощности или заземления, даже во время включения питания.

Подключитесь к Vcc или GND. Это не имеет значения. Без нагрузки на выходах ток во внутренних транзисторах будет примерно одинаковым.

Или используйте подтягивание или опускание - опять же, это не имеет большого значения, при условии, что вы будете использовать больше деталей, чем необходимо, и если резистор не откроется, плавающие входы могут вызвать затруднительные симптомы, которые будет труднее отследить, так как «очевидно» нет необходимости проверять неиспользованные ворота. Я говорю по своему опыту, когда говорю, что неиспользуемые шлюзы могут вызывать загадочные симптомы на выходе из использованных шлюзов в том же пакете.

Методы Pullup / pulldown - это в значительной степени похмелье от более ранних семей, предшествующих CMOS.

Неважно, какой из вариантов вы выберете, все будут делать то, что нужно в 99,99% случаев. И в тех 0,01% случаев, когда это не так, вы будете знать и иметь веские основания делать что-то другое. Я не могу вспомнить ни одного примера, где это было бы так.

Использование резистора не имеет смысла, так как логические входы CMOS очень высокоомные, поэтому ток в любом случае не протекает.

Это оставляет подключение к земле или подаче питания в качестве единственного варианта, который вы выбираете, не имеет значения, какой бы ни был более удобный.

Логические схемы CMOS используют ток только при изменении состояния, поэтому вы должны применять фиксированное состояние на входах. Неважно, равен ли он нулю, одному или их комбинации.